Скелет у птиц характеристика

Скелет и мускулатура

В строении скелета птиц отчетливо видны адаптивные особенности, связанные с полётом как основным средством передвижения, в некоторых случаях у специализированных видов — с модифицированными приспособлениями к нырянию, плаванию, горизонтальному бегу или лазанию по стволам или ветвям деревьев, скалам и другим вертикальным поверхностям .

Скелет предельно упрощён и состоит из лёгких и прочных костей. Некоторые кости имеют наполняемые воздухом полости, называемые «пневматическими», связанные с органами дыхания.

Кости черепа слиты воедино и не имеют черепных швов . Глазницы большие и разделены между собой костной перегородкой. Череп соединяется с позвоночником при помощи одного затылочного мыщелка, нижняя челюсть прикрепляется к черепу посредством квадратной кости, играющей роль подвеска.

Очень важная особенность черепа птиц — подвижность надклювья, усиливает силу укуса и увеличивает размеры зева, а подвижное нёбо помогает проталкиванию пищевого комка в пищевод. Основание надклювья у многих птиц покрытовосковицей. Форма и длина клюва, особенности его рогового чехла, характер подвижности, размеры ротового отверстия у различных птиц варьируют в широких пределах, отражая пищевую специализацию видов .

Позвоночный столб делится на шейный, грудной, поясничный и хвостовой отделы. Для всех отделов позвоночника, кроме шейного, характерно сращение многих позвонков между собой. Эта особенность позвоночного столба обусловливает неподвижность туловища птиц, что имеет большое значение при полёте. Для птиц характерна длинная подвижная шея. Её образуют 11—25 шейных позвонков. Шейный отдел очень длинный и отличается большой гибкостью, однако подвижность значительно уменьшается в грудном и полностью отсутствует в поясничном отделе. В шейном отделе может быть различное число позвонков (9—25). Кроме атланта и эпистрофея все остальные шейные позвонки у птиц гетероцельного типа и имеют седлообразные суставные поверхности. Это обеспечивает относительную подвижность в горизонтальной и вертикальной плоскостях, но не вокруг оси. Вращение головы вокруг своей оси обеспечивается особым строением первого (атлант) и второго (эпистрофей) шейных позвонков. В грудном отделе 3—10 позвонков, которые у большинства птиц срастаются, образуя спинную кость. Все поясничные, крестцовые и часть хвостовых позвонков вместе с тазом объединены в единую кость, называемую сложным крестцом . Число свободных хвостовых позвонков составляет от 5 до 9. Последние хвостовые позвонки образуют копчиковую кость (пигостиль). Рёбра состоят из двух частей — позвоночной и грудинной. У птиц (кроме паламедей) рёбра снабжены крючковидными отростками, к которым прикрепляются межрёберные мышцы. Грудина у летающих птиц и у пингвинов, имеет киль, к которому прикрепляется мощная сильно развитая летательная мускулатура (подключичные и большие грудные мышцы); У бегающих птиц (страусов, казуаров и др.) киля нет. Плечевой пояс состоит из мощных удлинённых коракоидов, сросшихся ключиц (вилочки) и длинных узких лопаток, которые лежат над рёбрами. Кости пясти и некоторые кости запястья срастаются в единое образование — пряжку. Свободными остаются только две проксимальные кости запястья.

У птиц передние конечности превратились в крылья, которые состоят из хорошо развитой плечевой кости, прямой и более тонкой лучевой кости и изогнутой более толстой локтевой кости и кисти, в которой произошла редукция ряда костей и слияние некоторых из них между собой. Пястный отдел кисти представляет собой две кости, соединенные своими концами, образующие «пряжку». Сохранились рудименты трех первых пальцев, наиболее развитым из которых является второй. В результате этих изменений передняя конечность потеряла способность к передвижению по земле.

Таз птиц открытый: лобковые и седалищные кости своими концами не соединяются внизу с соответствующими костями противоположной стороны (лобковое сочленение имеется только у страусов), что позволяет откладывать крупные яйца . Большая поверхность тазовых костей и их прочное соединение с осевым скелетом создают опору для задних конечностей, обеспечивая место прикрепления мощной мускулатуры. Округлая головка относительно короткого бедра, входит в вертлужную впадину тазового пояса почти под прямым углом к его оси, что обеспечивает относительно вертикальное положение задней конечности. Коленный сустав спереди прикрывает коленная чашечка, особенно хорошо развитая у ныряющих птиц.

Большая берцовая кость срастается с проксимальными костями предплюсны (пяточной и таранной) в одну кость — беговую, или большеберцово-заплюсневую (тибиотарзус). Малая берцовая кость редуцирована. Дистальный ряд костей предплюсны и все кости плюсны срастаются в единое костное образование — цевку, что дает дополнительный сустав на ногах. опора пальцев, одновременно увеличивающая длину шага. Особенно удлинена цевка у околоводных птиц (куликов, голенастых, журавлей) .

Пальцев чаще всего четыре, фаланговая формула обычно 2-3-4-5. У подавляющего числа птиц развито четыре пальца: первый направлен назад, три остальных — вперёд. Пальцы обычно очень подвижны и способны совершать разнообразные движения: хватание, обхват веток, цепляние и т. п . У совообразных, бананоедов, скопы и некоторых других второй палец может произвольно быть направлен либо вперед, либо назад. У ряда древесных птиц (попугаи, кукушки, дятлы) два пальца являются направленными вперед, два (первый и четвёртый) — назад. Длина пальцев, развитие когтей определяются экологической специализацией. У околоводных птиц длинные пальцы позволяют двигаться по вязкому грунту; у наземных бегающих птиц пальцы укорачиваются и утолщаются, а задний палец либо исчезает, либо сохраняется в сильно уменьшенном виде. На подошвенной части глубокого сгибателя пальцев имеются поперечные выступы. Благодаря этому сухожилие прочно фиксируется; когда птица спит, пальцы крепко охватывают ветку даже при расслаблении мышц.

Последняя фаланга каждого пальца прикрыта хорошо развитым когтем. Когти служат опорой при ходьбе, помогают птице при лазанье, чистке оперения, постройке гнезда. Ряд видов когтями удерживает или умерщвляет добычу. Слабо развитые рудиментарные коготки имеются у некоторых птиц на первом (некоторые хищные птицы, гуси, паламедеи) и на втором пальцах крыла (гоацин, казуары, киви). Крупные костные выросты, покрытые роговым чехлом — шпоры — развиваются на цевке у многих фазановых .

Мускулатура птиц характеризуется развитием грудных и подключичных мышц, приводящих в движение крылья. Мощно развиты также мышцы ног, выполняющие большую работу при хождении птицы и передвижении по земле, веткам деревьев, во время взлета и посадки.

Источник

Осевой скелет

Позвоночный столб птиц подразделяется на пять отделов – шейный, грудной, поясничный, крестцовый и хвостовой (рис. 70). Позвонки гетероцельного типа (сочленовные поверхности седловидной формы).

Шейный отдел подвижный, по сравнению с другими отделами позвоночника, содержит разное количество позвонков (11–25), чем и определяется длина шеи птиц. Первые два позвонка (атлант и эпистрофей), как и у рептилий, определяют подвижное сочленение головы относительно шеи и тела в целом. Прочное соединение позвонков между собой достигается наличием суставов на основании верхних дуг.

Шейные позвонки имеют рудиментарные рёбра. При их срастании с позвонками образуется защитный канал для кровеносных сосудов и нервов. Подвижность шейного отдела дополняется сильной мускулатурой, что позволяет птицам делать обзор на 180–270 о .

1 – грудина, 2 – киль, 3 – крючковидный отросток ребра, 4 – лопатка, 5 – коракоид, 6 – ключица, 7 – плечевая кость, 8 – локтевая кость, 9 – лучевая кость, 10 – пряжка, 11 – подвздошная кость, 12 – лобковая кость, 13 – седалищная кость, 14 – пигостиль, 15 – бедренная кость, 16 – большая берцовая кость, 17 – малая берцовая кость, 18 – цевка

Грудной отдел состоит из 3–10 позвонков, которые, срастаясь между собой, образуют спинную кость, задней частью прикрепляющейся к сложному крестцу. Грудные позвонки несут рёбра, которые, подвижно соединяясь с грудиной, формируют грудную клетку. Ребро состоит из двух отделов – спинного и брюшного, подвижно соединяющихся друг с другом. На спинной стороне каждого ребра имеются поперечные отростки для крепления межрёберной мускулатуры. Такое строение грудной клетки вместе с сокращениями грудной мускулатуры обеспечивает механизм дыхания птицы. Широкая и плоская грудина имеет вырост – киль, увеличивающий поверхность прикрепления грудных мышц, приводящих в движение крылья.

Поясничный отдел прочно срастается с крестцовым отделом (два позвонка) и передними позвонками хвостового отдела, в результате чего образуется монолитное образование – сложный крестец, часто состоящий из 10–22 позвонков. К нему прирастают расширенные и плоские подвздошные кости таза. Такое сложное костное срастание обеспечивает прочность осевого скелета и опору для задних конечностей, особенно при взлёте и посадке.

Подвижность хвостового отдела и рулевых перьев определяются наличием свободных позвонков (их может быть 5–9). Последние позвонки хвостового отдела сращены в общую копчиковую кость – пигостиль, к которому крепится мускулатура хвоста с рулевыми перьями.

Пояса конечностей

Плечевой пояс птиц состоит из трёх парных костей – лопаток, коракоидов и ключиц, в месте соединения которых формируется суставная ямка для причленения передней конечности (рис. 70). Самыми мощными элементами пояса являются коракоиды, прочно скреплённые нижними расширенными концами с грудиной. Верхние их концы соединяются с концами ключиц, сросшихся в вилочку – своеобразный амортизатор при сопротивлении воздуха в полёте птицы. Лопатки длинные, узкие и свободно скользят по спинной стороне рёбер, что обеспечивает свободу движений крыла.

Тазовый пояс птиц состоит их трёх парных костей – подвздошных, лобковых и седалищных, однако в связи с полётом имеет особое строение. Кости пояса тонкие и прочные за счёт срастания между собой и с осевым скелетом. Подвздошные и седалищные кости входят в состав сложного крестца. Подвздошные кости широкие и с внутренней стороны имеют углубления, в которые входят доли почек.

К наружным краям подвздошных костей прирастают седалищные, нижние концы которых присоединяют узкие лобковые кости. В месте соединения этих костей формируется вертлужная впадина для головки бедра. Передние концы лобковых костей не срастаются (пояс «открытого типа»), что связано с откладыванием крупных яиц в жёсткой оболочке.

Источник

2. Опорно-двигательная система Птиц

Скелет птицы имеет важные особенности, связанные с полётом и передвижением на нижних (задних) конечностях.

Кости у птиц полые трубчатые или губчатые, заполненные внутри воздухом, что снижает вес птицы. Прочность костям придают имеющиеся внутри перегородки.

1. шейный (от \(11\) до \(25\) позвонков);
2. грудной (от \(3\) до \(10\) позвонков);
3. поясничный;
4. крестцовый;
5. хвостовой (от \(6\) до \(9\) позвонков, заканчивающихся копчиковой костью ).

Поясничные позвонки полностью срастаются между собой, с крестцовыми позвонками, тазовыми костями и частью хвостовых позвонков, образуя сложный крестец .

Грудная клетка состоит из грудных позвонков (\(1\)), рёбер (\(2\)), грудины (\(3\)) (на рисунке они показаны цифрами, указанными в скобках).

Грудина (\(3\)) имеет вертикальный вырост — киль (\(4\)), к которому крепятся мышцы, приводящие в движение крылья. У нелетающих птиц киль отсутствует.

Пояс верхних конечностей ( плечевой пояс ):

• парные лопатки;
• парные вороньи кости (коракоиды);
• парные ключицы (срастаясь, они образуют «вилочку», смягчающую движения при взмахах крыльев).

Пояс задних конечностей : образован парными тазовыми костями, сросшимися с поясничным и крестцовым отделами позвоночника.

• плечо (плечевая кость);
• предплечье (локтевая и лучевая кости);
• кости кисти (кисть видоизменена: кости пясти срослись; число пальцев сократилось до \(3\)).

• бедро (бедренная кость);
• голень (большая и малая берцовые кости);
• кости стопы (цевка и фаланги \(4\) пальцев).

Мускулатура у птиц хорошо развита. Особенно хорошо развиты мышцы, необходимые для полёта (их вес составляет половину общего веса птицы!): большие грудные мышцы (они опускают крыло) и подключичные мышцы (они поднимают крыло).

Опускание крыльев в полёте требует от птицы большего усилия, чем подъём. Поэтому мышцы, которые опускают крылья, гораздо крупнее, чем мышцы, поднимающие их.

• кости тонкие с воздушными полостями;
• срастание костей черепа, превращение челюстей в клюв (отсутствие зубов);
• превращение передних конечностей в крылья;
• срастание ключиц с образованием «вилочки», смягчающей движения при взмахах крыльев;
• появление на грудине выроста — киля (к которому крепятся мышцы, приводящие в движение крылья);
• срастание поясничных, крестцовых и хвостовых позвонков и костей тазового пояса (опора в полёте);
• кости предплюсны и плюсны срослись в цевку (приспособление для «мягкого» приземления).

Источник